Internacional. El peligro de infectarse con el coronavirus es especialmente alto en espacios cerrados. Esto se debe a que los aerosoles, que juegan un papel clave en la transmisión de COVID-19, aumentan la concentración de SARS-CoV-2 en los espacios interiores. Un nuevo sistema de ventilación desarrollado por dos Institutos Fraunhofer puede filtrar el virus del aire ambiente. Luego destruye el virus en un proceso conocido como combustión en frío, dejando solo pequeñas cantidades de dióxido de carbono e hidrógeno.
Con el paso de los días, la vida de muchos ha vuelto al interior y, con ella, el peligro de contraer el coronavirus en escuelas, oficinas y centros comerciales. Un ventilador que reduzca el peligro de infección podría desempeñar un papel importante en la lucha contra el coronavirus. En un proyecto conocido como CoClean-up, el Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS en Dresde y el Instituto Fraunhofer de Toxicología y Medicina Experimental ITEM en Hannover han desarrollado ahora una solución de este tipo. Este nuevo sistema filtra los patógenos del aire ambiente y los destruye, sin dejar nada más que el gas no tóxico CO2.
El estudio indica que si bien ya existen sistemas de filtrado que limpian el aire ambiental, estos simplemente capturan el virus en lugar de destruirlo. No cambiar el filtro puede resultar en una perforación en el filtro usado, lo que a su vez puede conducir a una descarga importante del virus en la habitación. El intercambio de filtros también puede plantear problemas. ¿Cuál es la mejor manera de quitar el filtro gastado y luego desecharlo de manera segura junto con su carga de virus? Los filtros UV son una alternativa. Estos destruyen la mayor parte del virus, pero el proceso involucrado a menudo puede crear otras sustancias dañinas. En otras palabras, ofrecen una solución parcial en el mejor de los casos.
Los investigadores aseguran que a primera vista, hay poco que distinga al ventilador Fraunhofer de los sistemas existentes, pero el proceso que hay detrás, sin embargo, es completamente nuevo. “Nuestro sistema de ventilación destruye completamente los virus y cualquier otro material orgánico”, dice Hans-Jürgen Friedrich, gerente de grupo de Fraunhofer IKTS. “Lo único que queda son pequeñas cantidades de CO2 e hidrógeno. En otras palabras, nuestro proceso realmente elimina el coronavirus".
El virus se oxida a CO2
En lugar del filtro que se encuentra en los ventiladores convencionales, el nuevo sistema utiliza un proceso de combustión en frío para eliminar el virus. El aire ambiente se alimenta a través de una solución salina, que filtra el virus y cualquier otra partícula orgánica. A continuación, el aire limpio se devuelve a la habitación. En la solución salina hay dos electrodos, a través de los cuales se aplica un voltaje. En un electrodo, las sustancias orgánicas de la solución salina, incluidos los virus, se oxidan completamente para formar CO2, en un proceso también conocido como combustión en frío; en el otro, se producen pequeñas cantidades de hidrógeno. En una habitación de tamaño normal que contenga un número considerable de personas, esto solo produciría un par de cientos de mililitros de CO2 e hidrógeno en el transcurso de varias horas. Estos dos gases luego se dispersan por todo el aire dentro de la habitación. A modo de comparación, cada litro de aire exhalado por una persona, el equivalente a una respiración, contiene alrededor de 40 mililitros de CO2.
En la actualidad, los equipos de investigación están realizando pruebas con sustancias inocuas. "Por razones de seguridad, no utilizamos el coronavirus real para las pruebas", explica la Dra. Katharina Schwarz, jefa de departamento de Fraunhofer ITEM. "En cambio, utilizamos sustitutos con propiedades muy similares". En las pruebas en Fraunhofer IKTS, estos sustitutos se agregaron directamente a la solución salina. Luego, los investigadores analizaron la descomposición de este material biológico en los electrodos y midieron cuánto quedaba en el aire limpio descargado por el sistema. Esto demostró que los diversos procesos electrolíticos, es decir, la parte clave del sistema, funcionan según sea necesario.
En pruebas posteriores, los investigadores crearán un aerosol cargado con el virus y lo bombearán a la solución salina. Aquí también utilizarán sustitutos menos dañinos. “Hasta donde yo sé, no existe un procedimiento estandarizado en ninguna parte de Europa para usar un aerosol en el aire de un virus peligroso con el fin de probar la efectividad de los sistemas de purificación y desinfección del aire”, dice Schwarz.
Observando los aerosoles más de cerca
En otro proyecto financiado por Fraunhofer-Gesellschaft, Schwarz está trabajando con sujetos de prueba sanos para investigar cómo cambia la composición del aerosol del aire exhalado según si la persona respira normalmente o habla, tose y canta. Equipada con este conocimiento, planea producir diferentes tipos de aerosoles, que luego se cargarán con el virus y se introducirán en la celda electrolítica. "Pero debemos tener cuidado de que los aerosoles producidos artificialmente no dañen ni descompongan los virus de prueba", explica. "La clave es encontrar un buen equilibrio".
El ventilador desarrollado para CoClean-up se dará a conocer como demostrador al concluir el proyecto en abril de 2021. Deberían pasar otros 18 meses más o menos antes de que el sistema esté listo para su lanzamiento al mercado y cumpla con los requisitos reglamentarios. Además del coronavirus, el ventilador también podría usarse para filtrar otros contaminantes en el aire, como los virus del ganado o la gripe porcina y aviar.
Fraunhofer IKTS está investigando actualmente otras opciones para la eliminación de contaminantes en el aire. “Pero no hay muchas otras formas de lidiar con este tipo de problema que simplemente te dejan con el CO2 al final”, explica Friedrich. “Nuestro método tiene un gran potencial, y no solo para el coronavirus”.
Fuente: Fraunhofer Institute.
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